知识点1：光合作用探索历程
【典例1】1880年美国生物学家G.Engelmann设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)，他得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是(B)
A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强 D．聚集的好氧细菌大量消耗光合作用的产物——O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用 【典例2】德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(双选) (BC)
A．本实验未设对照组 B．有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因
C．实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 D．实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
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知识点2：与光合作用有关的色素 叶绿素(3/4) 类胡萝卜素(1/4) 色素种类 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色 分布 叶绿体的类囊体薄膜上 吸收、传递光能（叶绿体中所有色素）、转化光能（只有少数叶绿素a） 作用 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；大棚选用的薄膜——无色透明 特性 【影响叶绿素合成的因素】 不溶于水，但能溶于有机溶剂如无水乙醇中。 (1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。 (3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。 【色素与叶片的颜色】 正常 绿色 叶色 变黄 叶色 变红 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 知识点3：绿叶中色素的提取和分离 （一）原理：
1、色素的提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
2、色素的分离：不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度也不同。溶解度大的扩散速度快，溶解度小的扩散速度慢。 （二）实验流程图示：
1、提取色素：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO2(作用：研磨充分)、CaCO3（作用：防止色素被破坏）和10mL无水乙醇（作用：溶解色素）；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
2、制备滤纸条：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角(作用：使色素在滤纸条上扩散均匀）； （2）在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。
3、画滤液细线：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线(滤液细线要细、直使各色素扩散的起点相同) （2）干燥后，再画一两次。(干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素)
4、色素分离：将滤液条插入有3mL层析液（作用：分离色素）的试管中，有滤液细线的一端朝下。
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(滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带) 5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图 6.结果分析：
①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为： 叶绿素a ＞叶绿素b ＞叶黄素 ＞ 胡萝卜素
②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是： 胡萝卜素 ＞ 叶黄素 ＞ 叶绿素a ＞ 叶绿素b
③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b ，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。
7．实验创新：在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
【提取的色素成淡绿色的原因】
①称取绿叶过少或不新鲜 ②未加CaCO3或加的太少，色素分子已部分被破坏 ③研麿不充分，色素未被充分提取出来 ④加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
【典例3】下图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是（Ｃ）
A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上 B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C．四种色素在层析液中溶解度最大的是甲
D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
【典例4】关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(Ｂ)
A．使用定性滤纸过滤研磨液 B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次 D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 知识点4：光合作用过程分析
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【外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化】 光照由强到弱，CO2光照由弱到强，CO2条件 供应不变 供应不变 C3含量 增加 减少 C5含量 减少 增加 [H]和ATP的含量 减少或没有 增加 4 CO2供应由充足到不足，光照不变 减少 增加 增加 CO2供应由不足到充足，光照不变 增加 减少 减少 (CH2O)的合成量 减少 增加 减少 增加
【干旱（或沙漠地区）植物光合作用分析】
【典例5】下图为光反应、暗反应联系示意图，请根据图回答下面的问题：
（1）填出图中字母所表示的物质；aＯ2、b ATP、c【H】 、d CO2； （2）光反应为暗反应提供了ATP和【H】；
（3）光合作用中的能量转变是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能；
（4）如小麦在适宜条件下栽培，突然将d降至极低水平，则小麦叶片中的三碳化合物含量会降低 【典例6】离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是(Ｂ)
【典例7】对光合作用过程中物质转变途径的叙述中，不正确的是（Ｃ） A．碳原子：CO2→C3→（CH2O） B．氧原子：H2O→O2
C．氢原子：H2→ATP→（CH2O） D．氧原子：CO2→C3→（CH2O） 【典例8】在光合作用的暗反应中发生的反应过程有（Ｂ）
①CO2的固定 ②O2的释放 ③糖的生成 ④H2O的分解 ⑤C3化合物的还原 A．①②③ B．①③⑤ C．②③④ D．③④⑤
知识点5：光合作用强度及其影响因素 （一）光合作用强度：是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(即光合速率)。 (关系式：净光合作用强度＝实际光合作用强度 － 呼吸作用强度) 项目 净光合速率(又称表观光合速率)
表示方法 O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量 5
真正光合速率(又称实际光合速率) 呼吸速率(黑暗中测量) O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量 CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量 注意：由于进行光合作用的同时也进行了呼吸作用，所以在做此类题是一定要记住同时考虑光合作用和呼吸作用；如果小烧杯中放的是NaOH溶液，则是测呼吸作用速率；如果小烧杯中放的是NaHCO3或CO2缓冲液，则是测光合作用速率。
（二）影响因素（内因：色素的含量、酶的数量和活性、C5含量等。） （外因：光照强度、温度、二氧化碳浓度、水、无机盐等）
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两个点的移动方向问题：当条件的改变有利于光合作用进行时（如适当提高温度、适当增加CO2浓度、适当增加矿质元素含量等），光补偿点左移，光饱和点右移；当条件的改变不利于光合作用进行时（如降低CO2浓度、减少矿质元素含量等），光补偿点右移，光饱和点左移；
4、矿质元素（N、P、K、Mg）
N：合成叶绿素、酶、ATP等。P：合成ATP、构成类囊体膜的磷脂等。
Mg：合成叶绿素。K：促进光合产物的运输。
应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 5、水
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影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。
应用：根据作物的需水规律合理灌溉。
应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下 往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
提醒：各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。
【典例9】将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下先暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其质量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是(双选)(ＡＣ) 组别 1 2 3 4 温度(℃) 27 28 29 30 暗处理后的质量变化(mg) －1 －2 －3 －1 光照后和暗处理前的质量变化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 A.轮藻细胞内呼吸酶最适温度约为30 ℃ B．第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多 C．第四组轮藻2 h合成的有机物总量为2 mg
D．四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度
【典例10】下图表示某绿色植物的叶肉细胞在其他条件不变且比较适宜时，分别在光照强度为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生量的变化。下列叙述正确的是 (Ｄ)
A．光照强度为a时，叶肉细胞产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质
B．光照强度为b时，
光合作用速率等于呼吸作用速率
C．该植物其他条件不变，一昼夜中保持15 h光照强度为c，其余时间黑暗，该植物能正常生长 D．光照强度为d时，细胞要从周围吸收2个单位的二氧化碳
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【典例11】以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响， 结果如图所示。下列分析正确的是(双选) (ＡＢ)
A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等 B．光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
【典例12】大棚中种植蔬菜，可通过适当提高CO2浓度提高蔬菜产量。下列有关说法正确的是：(C) ①增施有机肥，可提供CO2，同时肥料中的有机物成分可直接被植物吸收；②施用碳酸氢铵肥料，即可为植物提供CO2，也可为植物提供氮素营养；③将蔬菜和蘑菇种在同一个大棚内，可为蔬菜提供CO2。 A.①②③ B. ①② C. ②③ D. ①③
【典例13】实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度，请回答有关问题：
①若乙装置为对照组，则其和甲装置的区别应为 装置中放置死亡的植物 。
②测定植物的净光合作用强度：在甲、乙两装置的烧杯中加入NaHCO3溶液(NaOH或NaHCO3)；将两装置放在适宜的光照下照射1h，测定红墨水滴的移动距离；实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动0.5cm，甲装置中红墨水滴向右移动4cm。
③测定植物的呼吸强度：在甲、乙装置的烧杯中加入NaOH 溶液(NaOH或NaHCO3)；将两装置放在黑暗 环境中1h，温度与②中温度相同；实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动0.1cm，甲装置中红墨水滴向左移动1.5cm。
④综合分析可知，该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向 右 移动 5.1 cm。
【典例14】某同学研究湖泊中某深度处生物光合作用和需氧呼吸强度。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以锡箔。用a、b、c三个瓶从待测水体深度处取水，测定瓶中水的氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入原取水处，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24小时内待测深度水体中生物光合作用和需氧呼吸的情况是：D
A．24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是vmol/瓶 B．24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是kmol/瓶 C．24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k－v)mol/瓶
D．24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k－v)mol/瓶
【典例15】科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是：D
A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同 B．光照强度为b时，造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度不同
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